Электроэнергетика

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра электроснабжения и электротехники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА. Часть 2»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил 

студент   группы ЭПзу-09-1

Глазков А.Н.

 

Проверил:

Бондаренко  С.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2012

 

 

Содержание.

 

1. Потребители и приемники электроэнергии с электродвигателями отрасли промышленности машиностроение и металлообработка………………………..3

1.1Структурная схема электроснабжения предприятия………………...........6

2.Задание……………………………………………………………………….........7

      2.1.    Расчет нагрузок…………………………………………………………..12

     2.1.1.  Расчет силовой нагрузки по отделению №2…………………………...12

     2.1.2.  Расчет электрических нагрузок по механическому цеху методом   коэффициента  спроса…………………………………………….......18

      2.1.3.  Расчет освещения механического цеха…………………………...........22

      2.1.4.  Расчет нагрузки цеха в целом……………………………………..........22

      2.2.    Выбор компенсирующего  устройства и трансформатора…………….23

3.  Схема  силовой сети…………………………………………………………….25

 4.  Список литературы……………………………………………………………..26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Потребители и приемники электроэнергии с электродвигателями отрасли промышленности машиностроение и металлообработка.

 

      Металлорежущие станки. В настоящее время суммарные мощности электроприводов крупных станков в тяжелом машиностроении более 1000 кВт, при мощности главного привода до 300 кВт и выше. Так, у двухшпиндельного фрезерного станка для обработки заготовок мощность двигателей фрез по 650 кВт; привод выполнен по системе ДГД с ведущим двигателем 1600 кВт. У тяжелых токарных станков, обрабатывающих заготовки массой 200-250 т, мощность главных приводов 150-250 кВт и суммарные мощности двигателей до 500-600 кВт. Мощность главного привода продольно-строгального станка достигает 320 кВт.

       Средняя мощность приводов станков  массового машиностроения (автотракторной  промышленности) колеблется в пределах 5-10 кВт.

       В цехах крупного машиностроительного предприятия средняя мощность приводов составляет 15-25 кВт. Число станков в современных цехах достигает 2000-3000 кВт с установленной мощностью 12-20 МВТ; цехи обычно блокируются в общий корпус, установленная мощность станков в котором превышает 100 МВт.

      Применявшееся ранее система электропривода постоянного тока с контакторным управлением вытеснено системой ДГД, которая, в свою очередь уступила место система УРВД, ПМУ,УТВД с применением полупроводниковых выпрямителей и МУ, так что все металлорежущие станки являются потребителями переменного тока.

      Напряжение переменного тока обычно применяются 380 В с нормальной частотой 50 Гц. Для небольшой группы шлифовальных, фрезерных и сверлильных станков, требующих повышенной частоты вращния, применяется повышенная частота. Например специальные шлифовальные головки работают при 12000-120000 об/мин, фрезерные головки для легких металлов – при 6000-60000 об/мин.

       После освоения аппаратуры на  напряжение 660 В будет целесообразно применять его в целях тяжелого машиностроения, так как питание современных крупных станков на напряжение 380 В затруднительно.

       Режим работы станков весьма  разнообразный. Для некоторых  станков характерны частые пуски  и реверсы, что обеспечивается  системой ДГД или УТВД. Для  станков поточно-массового производства  характерен режим в виде чередующейся  нагрузки и холостого хода. Общая  тенденция развития машиностроения  состоит в автоматизации самих  станков, применении программного  управления, установки отдельных автоматических линий станков и создании цехов и заводов-автоматов.

       По степени бесперебойности станки  относятся ко 2 категории. Исключение  составляют крупные станки, где  обрабатываемая деталь может  быть испорчена внезапной остановкой. Например, при нарезке зубьев  мощных редукторов на специальных  станках отдельных помещениях, в  которых поддерживается постоянная  температура +-0,5 С, перерыв подачи электроэнергии ведет к браку изделия, стоимость которого исчисляется десятками тысяч рублей. Опасен перерыв питания магнитных плит шлифовальных станков, так как при этом деталь с большой скоростью выбрасывается из под нождака, что при отсутствии ограждения может привести к травматизму.

       По условию производства станки  часто переставляются, ято требует специальных конструкций электросетей. Опыт Горьковского автозавода показывает, что число станков, переставляемых за выходной день в порядке текущей переналадки технологии, достигает 100 единиц.

       Кузнечно – штамповочные машины и прессы. Сюда относятся машины, служащие для ковки и штамповки металлов в горячем и холодном виде. О прессах, применяемых в производстве изделий из пластмасс, прессуемых в горячем виде.

       Для производства мелких деталей  в электропромышленности, радиопромышленности,  часовой, галантерейной и других  отраслях промышленности применяются  электромагнитные прессы 0,5-2 тс; в  них движение ползуна производится  при помощи электромагнита постоянного  тока, преодолевающего действие  пружины, нормально поддерживающей  ползун в поднятом положении.  Питание электромагнита производится  через полупроводниковый выпрямитель.

       Кривошипные прессы холодной  штамповки с усилием давления 16-4000 тс имеют мощность приводов 2-180 кВт; горячештамповочные- на 630-8000 тс -28-500 кВт. Наиболее мощные прессы ( гидравлические) работают от насосно – аккумуляторных станций при давлениях 200-450 кгс/см. Сюда относятся гидравлические штамповочные прессы с усилием до 30000 тс, гидравлические ковочные прессы 1000-75000 тс. Пресс 75000 тс, изготовленный в СССР, является самым мощным в мире.

       Мощности двигателей насосных  станций гидропрессов составляют 250-1500 кВт, а суммарные мощности  насосных станций 10-12 МВт и  более. Все приводы переменного  тока 50 Гц, напряжением 380, 660, 6000, 1000 В.

       Режим работы характеризуется  чередованием холостых ходов  с кратковременными толчками  ударной нагрузки, вследствие чего  часто применяются маховики и  двигатели с повышенным скольжением.  В некоторых случаях ковочные  машины снабжаются установкой  для электрического индукционного  нагрева или подогрева обрабатываемого  металла, мощностью до 400-500 кВА.

       По степени бесперебойности кузнечно – штамповочные машины и прессы относятся ко 2 категории. Наиболее бесперебойного питания требует мощные гидропрессы, обрабатывающие уникальные поковки – валы и роторы крупных генераторов, заготовки для которых разогреваются в специальных печах доковочной температуры иногда в течение нескольких суток. Например слиток массой в 220 т для поковки колонны длинной 23 м, диаметром 900 мм, массой 145 т на прессе 10000 тс греется перед поковкой в течении 6 суток. Технологический процесс ковки и штамповки устойчив, тяжелое оборудование имеет постоянное расположение.

       Деревообрабатывающие станки. При  первичной обработки древесины  применяются механизмы мощностью  1-140 кВт ( лесопильные рамы). Мощность деревообрабатывающих станков 1-120 кВт. Режим работы длительный, но с очень неравномерной нагрузкой вследствие неоднородности материала ( сучки) и зависимости сопротивления резанию от состояния его влажности. Мощность двигателя выбирается с запасом; как правило, на деревообрабатывающих установках низкий коэффициент мощности. Деревообрабатывающие станки работают на 3 фазном токе, напряжением 380 В.

       Для получения повышенных частот  вращения ( до 20000 об/мин) применяются электродвигатели повышенной частоты( 100-400 Гц) с питанием от индивидуальных и групповых преобразователей частоты. По степени бесперебойности эти станки относятся ко 2 категории; расположение станков стабильное; обычно они связаны громоздкими трубопроводами для пневматического транспорта стружки. Номинальная мощность станков крупных деревообделочных цехов ( ДОЦ) достигает более 1000 кВТ.

        Электроинструмент. К этой группе  потребителей относятся различные  механизированные инструменты: дрели,  шлифовалки, пилы и др. Номинальная мощность отдельных инструментах очень незначительная – от 0,2 до 1,5-2,0 кВт.

Работа с  электроинструментом очень опасна, так как человек держит в своих  руках возможный источник поражением током. Электроинструмент должен иметь  рабочее напряжение не выше 36 В и в особо опасных помещениях даже до 12 В. В установках лесозаготовок применяется напряжение 220 В с изолированной нейтралью, так как распределительные сети имеют большую протяженность.

       В установках интенсивного использования электроинтрумента в целях облегчения массы инструмента, работающего от сети 3 фазного тока применяется повышенная частота до 200 Гц. В других установках, например при электромонтажных работах, применяется переменный 3 фазный или однофазный ток нормальной частоты 500 Гц.

       Режим работы – кратковременный  и повторно – кратковременный.  Категория бесперебойности 2, но  на главных конвейерах автомобильных  и авиационных заводов отключение  электроинструмента допустимо лишь  на короткое время, так как  простой сборочных конвейеров  приносит большой ущерб.

      Переносной инструмент требует специальных сетей в виде развитых системы штепсельных розеток или в виде специального закрытого троллерного шинопровода, в котором передвигается токосъемная тележка с подвешенным к ней электроинструментом.

       

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1Структурная схема электроснабжения предприятия.

 

С шин РУ 6-10 кВ ГПП осуществляется питание всех потребителей промышленного предприятия. Распределение электроэнергии на напряжении 6-10 кВ производится, как правило, в две ступени: 1-ая ступень - от РУ 6-10 кВ ГПП до РП 6-10 кВ; 2-ая ступень - от РП 6-10 кВ до трансформаторных подстанций и приемников электроэнергии напряжением 6-10 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Задание.

Имеется механический цех машиностроительного  завода. Цех представляет собой одноэтажное  кирпичное здание с железобетонными  фермами и металлическими подкрановыми балками. Размеры цеха 90*72 м. Вдоль  осей через каждые 6 метров расположены  колонны. В каждом из пролетов есть кран. Подкрановые пути расположены  на высоте 12 метров. Питание электроэнергией  предусматривается от главной понизительной  подстанции (ГПП) завода, расположенной  на расстоянии 0,8 км. Напряжение на шинах  ГПП-10,5 кВ.

 

 

 

 

Дано:

 

 

Расположение  оборудования в отделении 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    Ведомость электрических нагрузок:

 

Таблица 2

 

Номер на плане	Наименование производственного  механизма	Кол-во, шт	Установленная мощность, кВт
1	Пресс растяжно-обтяжной	1	55
2	Станок листогибочный	1	30.5
3	Станок вертикально-фрезерный	1	10
4	Станок разводной	1	3
5	Пресс гидравлический	1	25
6	Однофазные установки высокой  частоты,        U=220В	1 2 3	30 20 10
7	Пресс гидравлический	2	20
8	Пресс гидравлический	1	25
9	Пресс гидравлический	1	30
10	Станок кромкообрезной	1	6
11	Станок радиально-обдирочный	1	7
12	Станок профилегибочный	1	8
13	Станок профилегибочный	1	9
14	Станок профилегибочный	1	10
15	Кран мостовой	1	6,3